过桥问题和倒水问题都是笔试面试中的热门智力题,不但微软、GOOGLE、百度、腾讯等公司采用,甚至在IQ测试与公务员考试中都能见到。本文不但教你如何快速用手算来解决这两种问题,并且教你如何用程序代码来计算这两种问题。绝对让你大有收获。

一.过桥问题

  在漆黑的夜里,四位旅行者来到了一座狭窄而且没有护栏的桥边。如果不借助手电筒的话,大家是无论如何也不敢过桥去的。不幸的是,四个人一共只带了一只手电筒,而桥窄得只够让两个人同时通过。如果各自单独过桥的话,四人所需要的时间分别是1,2,5,8分钟;而如果两人同时过桥,所需要的时间就是走得比较慢的那个人单独行动时所需的时间。问题是,你如何设计一个方案,让用的时间最少。

  这个题目被微软、GOOGLE、百度、华硕、建设银行等很多公司用作笔试题或面试题。当然也有用在IQ测试中。

  解答其实也容易,能者多劳这四个字就足以形容解答方案了——用时短的人必须要多跑几趟以便传递手电筒。

  设这四个人叫做A,B,C,D,他们所需要的时间分别是1,2,5,8分钟。

  第一步:A和B过桥,花费2分钟。

  第二步:A回来,花费1分钟。

  第三步:C和D过桥,花费8分钟。

  第四步:B回来,花费2分钟。

  第五步:A和B过桥,花费2分钟。

  这样只要花费2+1+8+2+2=15分钟,下面再来考虑如何用程序来解决这类问题,在写程序之前还有个细节要考虑下,比如A,B,C,D四个人所需要的时间分别是1,8,9,10分钟。

 

方案一

第一步:A和B过桥,花费8分钟。

第二步:A回来,花费1分钟。

第三步:C和D过桥,花费10分钟。

第四步:B回来,花费8分钟。

第五步:A和B过桥,花费8分钟。

一共要8+1+10+8+8=35分钟。

 

方案二

第一步:A和B过桥,花费8分钟。

第二步:A回来,花费1分钟。

第三步:A和C过桥,花费9分钟。

第四步:A回来,花费1分钟。

第五步:A和D过桥,花费10分钟。

一共要8+1+9+1+10=29分钟。

因此可以得出更加细化的解决方案——要么是最快者将最慢的2个送过桥,要么是最快的2个将最慢2个送桥即将过桥的人按其过桥的时间从小到大排列,设为A,B,…… Y,Z。其中A和B是最快的二个,Y和Z是最慢的二个。那么就有二种方案:

方案一 最快者将最慢的2个送过桥

第一步:A和Z过桥,花费Z分钟。

第二步:A回来,花费A分钟。

第三步:A和Y过桥,花费Y分钟。

第四步:A回来,花费A分钟。

这四步后总人数就减小2个,花费时间为A + A + Y + Z分钟。

方案二 最快的2个将最慢的2个送过桥

第一步:A和B过桥,花费B分钟。

第二步:A回来,花费A分钟。

第三步:Y和Z过桥,花费Z分钟。

第四步:B回来,花费B分钟。

这四步后总人数同样减小2个,花费时间为A + B + B + Z分钟。

这样,每次比较一下这二种方案就能将总人数减小2。然后我们再考虑一些边界情况:

有三个人过桥设为A,B,C(已经排好序,下同)。应该花费A + B + C分钟。

有二个人过桥设为A,B。那么肯定是花费B分钟。

有一个人过桥设为A。肯定花费A分钟。

 

分析至此,代码很容易写出,对输入的数据可以用快速排序来排下序(关于qsort的使用,可以参见《使用VC库函数中的快速排序函数》)。

 1 //热门智力题 - 打水问题
 2 //基本思想:用小桶容量的倍数对大桶的容量进行取余。
 3 //指导方针:不断用小桶装水倒入大桶,大桶满了立即清空,
 4 //每次判断下二个桶中水的容量是否等于指定容量。
 5 #include<iostream>
 6 #include <vector>
 7 #include<string>
 8 using namespace std;
 9 const string OPERATOR_NAME[7] =
10 {
11     "装满A桶","装满B桶",
12     "将A桶清空","将B桶清空",
13     "A桶中水倒入B桶","B桶中水倒入A桶",
14     "成功"
15 
16 };
17 
18 int main()
19 {
20     cout<<"热门智力题 - 打水问题"<<endl;
21     cout<<"  --by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows )--\n"<<endl;
22     int    a_volume, b_volume, goal_volume;
23     vector<string> record;       //记录操作步数
24     int    ai;
25     int    i, a_water, b_water;
26     cout<<"请输入A桶容量,B桶容量,目标容量:";
27     cin>>a_volume>>b_volume>>goal_volume;
28     a_water = b_water = 0; //A桶,B桶中有多少升水
29     char szTemp[30];
30     while (true)
31     {
32         if (a_water == 0)//A桶没水,就装满水
33         {
34             a_water = a_volume;
35             sprintf(szTemp, "         A:%d  B:%d", a_water, b_water);
36             record.push_back(OPERATOR_NAME[0] + szTemp);//fill A
37         }
38         else
39         {
40             //如果A桶的水比(B桶容量-B桶的水)要多
41             if (a_water > b_volume - b_water)
42             {
43                 //A桶的水==A桶的水+B桶的水-B桶容量
44                 a_water = a_water + b_water- b_volume;
45                 b_water = b_volume;      //B桶的水装满了
46                 sprintf(szTemp, "  A:%d  B:%d", a_water, b_water);
47                 record.push_back(OPERATOR_NAME[4] + szTemp);//A->B
48                 if (a_water == goal_volume)
49                     break;
50                 b_water = 0;            //将B桶清空
51                 sprintf(szTemp, "       A:%d  B:%d", a_water, b_water);
52                 record.push_back(OPERATOR_NAME[3] + szTemp);
53             }
54             else
55             {
56                 //B桶的水==A桶的水+B桶的水
57                 b_water += a_water;
58                 a_water = 0;
59                 sprintf(szTemp, "  A:%d  B:%d", a_water, b_water);
60                 record.push_back(OPERATOR_NAME[4] + szTemp);//A->B
61                 if (b_water == goal_volume)
62                     break;
63             }
64         }
65     }
66     record.push_back(OPERATOR_NAME[6]); //success
67     cout<<"\n---------------------------------------------------"<<endl;
68     cout<<"一个可行的倒水方案如下"<<endl;
69     vector<string>::iterator pos;
70     for (pos = record.begin(); pos != record.end(); pos++)
71         cout<<*pos<<endl;
72     cout<<"---------------------------------------------------"<<endl;
73     return 0;
74 
75 }
View Code

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